Ирина Михайловна Спивак Репликация днк: учебное пособие
Текст предоставлен правообладателем http://www.litres.ru/pages/biblio_book/?art=3373845
«Репликация ДНК : Учеб. пособие / И.М. Спивак.»: Изд‑во Политехн. ун‑та; СПб.; 2011
Аннотация
Учебное пособие соответствует государственному образовательному стандарту дисциплин «Экология» и «Физико‑химические основы цитологии» подготовки бакалавров по направлению 140400 «Техническая физика».
В пособии описываются проблемы репликации ДНК. Излагаются современные представления о строении хромосом, координации в течение клеточного цикла процессов ДНК‑метаболизма, а также описываются участвующие в этих процессах белки и рассматриваются механизмы, отвечающие за сохранение генетической стабильности организмов.
Предназначено для студентов дневной, очно‑заочной и заочной форм обучения, изучающих дисциплины «Экология» и «Физико‑химические основы цитологии» в рамках подготовки бакалавров по направлению 140400 «Техническая физика».
Спивак Ирина Михайловна Репликация днк Введение
Генетическая программа всех живых организмов, за исключением РНК‑содержащих вирусов, записана в нуклеотидной последовательности ДНК. Следовательно, для сохранения уникальных свойств организма необходимо точное воспроизведение этой последовательности в каждом последующем поколении. Е. соli, например, должна дуплицировать практически без ошибок полный геном размером 4·106 нуклеотидных пар при образовании каждого последующего поколения; точно так же должны быть скопированы почти 4·109 пар оснований в 23 парах хромосом человека при каждом акте деления клеток. Основным свойством ДНК является то, что она служит матрицей и определяет порядок, в котором нуклеотиды выстраиваются в новые полинуклеотидные нити.
Собственно репликация ДНК в широком смысле – очень важный для делящейся клетки процесс. В него входит также подготовка хроматина к репликации и недопущение повторного митоза. Это обеспечивает однократную дупликацию ДНК в течение одного клеточного цикла, поддерживая таким образом стабильность генома.
Генетическая стабильность живых организмов в значительной степени определяется функционированием комплекса белков, осуществляющих репликацию ДНК. Очевидно, что репликация ДНК регулируется множеством белок‑белковых и ДНК‑белковых взаимодействий, механизм которых остается неизвестным. Кроме того, комплекс репликации ДНК работает взаимосогласованно с комплексами белков, осуществляющих репарацию повреждений ДНК. Одновременно процесс передачи информации от родителькского организма к дочернему сопровождается рекомбинацией молекул ДНК для создания большего наследственного разнообразия. Процесс ДНК‑рекомбинации подробно описан при мейотическом кроссингвере в процессе образования половых клеток, при V(D)J‑рекомбинации – процессе формирования разнообразных генов иммуноглобулинов и иммуноглобулиновых рецепторов, при действии некоторых систем репарации ДНК. Учитывая все многообразие и согласованность процессов ДНК‑метаболизма, можно предположить еще большее разнообразие и сложное взаимодействие белковых комплексов, осуществляющих стабильное воспроизведение наследственного материала в поколениях.
Важно осознавать, что в ДНК закодирована информация о механизме ее собственного удвоения: одни гены кодируют ферменты, синтезирующие нуклеотидные предшественники ДНК, другие – белки, осуществляющие сборку активированных нуклеотидов в полинуклеотидные цепочки. Есть гены, координирующие процесс репликации с другими клеточными событиями, а также гены, кодирующие белки, которые упаковывают ДНК в хроматин.
Понимание регуляции и динамики этих систем является ключевой задачей молекулярной биологии XXI века.